變速恒頻風力發電技術因其高效性和實用性正受到越來越多的關注,有著良好的發展前景。本文致力于研究變速恒頻風力發電技術,從分析其運行機理入手,比較了定槳距、變槳距和變速恒頻風力發電的區別,選定雙饋式變速恒頻方案:它在低風速階段主要進行變槳距調節追求最大風能捕獲,高風速時通過控制雙饋電機轉子側的電流,達到定子輸出恒頻和有功、無功的獨立調節。變槳距風力機作為風能轉換為機械能的設備,是風力發電系統的重要組成部分,它與風電場風能資源的匹配問題直接影響到了風力發電系統的運行特性。本文以風能理論為基礎,探討了風力機組設備的選型問題,建立起風速和風力機系統的數學模型。雙饋異步電機是變速恒頻風力發電系統的核心。本文分析了其基本運行特點,指出雙饋發電機具有普通交流電機無法比擬的優點;研究了穩態電路和功率平衡關系,并詳細推導出M-T-0坐標系下的5階狀態方程,建立起定子磁鏈定向矢量控制系統,實現了定子有功和無功的解耦控制,使電機控制簡單化。變頻器是雙饋電機實現變速恒頻運行的關鍵,本文選定了六脈波交-交變頻器作為勵磁電源。通過對其主電路結構、余弦交截法和觸發脈沖產生原理等的進一步分析,建立起六脈波交-交變頻器的數學模型,并處理了與變頻器與發電機的接口問題。最后,利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真軟件,建立了系統各組成部分的仿真模型,并進行了仿真實驗研究。仿真結果表明,所建模型是正確的,變速恒頻風力發電系統具有良好的運行特性。
上傳時間: 2013-07-14
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本文對超聲波電機驅動控制系統進行了研究。全文主要內容如下:系統介紹了超聲波電機的特點、研究歷史和主要應用,概述了超聲波電機驅動控制技術的研究現狀。在介紹壓電陶瓷逆壓電效應與壓電振子諧振特性的基礎上,闡述了超聲波電機的運行機理及調速原理。介紹了環狀行波型超聲波電機的基本結構及工作原理。研制了基于DSP的超聲波電機驅動控制系統,為超聲波電機控制技術的研究提供了一個通用實驗平臺。通過光電編碼器檢測超聲波電機的速度,研制了利用速度反饋來進行頻率調整的頻率跟蹤控制器,實現了采用頻率P調節的超聲波電機速度穩定性控制。實現了大外徑(80mm)環狀行波型超聲波電機的高精度位置檢測。研制了基于DSP的超聲波電機位置控制系統,完成了采用相位差P控制方案進行精密定位控制的實驗研究。
上傳時間: 2013-05-21
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電機是現代生產中的重要電氣設備,電機的故障會對生產造成重大影響,因此需要監測電機的運行狀態。同時,不斷提高的環保標準要求控制電機的噪聲。測試和分析電機的振動為電機的故障診斷和電機的噪聲控制提供了途徑,因此有必要建立一個電機振動測試分析系統。 過去20多年來,虛擬儀器技術取得了長足發展,在工程測試等領域得到了廣泛的應用。相比于傳統儀器,虛擬儀器技術具有性能高,擴展性強等諸多優勢。LabVIEW是虛擬儀器軟件開發平臺中最常用的一個。 本文在虛擬儀器的基礎上開發了電機振動測試分析系統,主要內容包括以下幾個方面: 1.電機振動測試分析平臺的建立,以LabVIEW為軟件開發平臺,配合數據采集卡,加速度傳感器等硬件設備建立了電機振動信號采集與處理的虛擬儀器系統,完成振動信號的采集、顯示、處理、數據管理等一系列功能; 2.電機振動信號處理方法的研究,深入分析了傅里葉變換、時頻分析、小波分析等在電機振動信號處理中的優缺點,著重研究了獨立分量分析等新技術在電機內部振動信號處理上的應用,針對電機振動的特性,給出了各種信號處理方法的參數優化: 3.電機故障診斷的研究,針對電機故障特征量的提取和選擇提出了作者自己的見解,建立了基于振動的最小二乘支持向量機電機故障診斷,實例證明了支持向量機在電機故障診斷上的有效性; 4.針對電機故障診斷中故障樣本不易獲得的特點,提出了基于支持向量數據描述的多層分類器,是一種較有應用價值的新方法。
上傳時間: 2013-06-24
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本課題是國家自然科學基金重點資助項目“微型燃氣輪機一高速發電機分布式發電與能量轉換系統研究”(50437010)的部分研究內容。高速電機的體積小、功率密度大和效率高,正在成為電機領域的研究熱點之一。高速電機的主要特點有兩個:一是轉子的高速旋轉,二是定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率,由此決定了不同于普通電機的高速電機特有的關鍵技術。本文針對高速永磁電機的機械與電磁特性及其關鍵技術進行了深入地研究,主要包括以下內容: 首先,進行了高速永磁電機轉子的結構設計與強度分析。根據永磁體抗壓強度遠大于抗拉強度的特點,提出了一種采用整體永磁體外加非導磁高強度合金鋼護套的新型轉子結構。永磁體與護套之間采用過盈配合,用護套對永磁體施加的靜態預壓力抵消高速旋轉離心力產生的拉應力,使永磁體高速旋轉時仍承受一定的壓應力,從而保證永磁轉子的安全運行。基于彈性力學厚壁筒理論與有限元接觸理論,建立了新型高速永磁轉子應力計算模型,確定了護套和永磁體之間的過盈量,計算了永磁體和護套中的應力分布。該種轉子結構和強度計算方法已應用于高速永磁電機的樣機設計。 其次,進行了高速永磁轉子的剛度分析和磁力軸承—轉子系統的臨界轉速計算。基于電磁場理論分析了磁力軸承支承的各向同性,利用氣隙靜態偏置磁通密度計算了磁力軸承的線性支承剛度,在對高速電機轉子結構離散化的基礎上建立了磁力軸承—轉子系統的動力學方程,采用有限元法計算了高速永磁電機轉子的臨界轉速。利用該計算方法設計的1臺采用磁力軸承的高速電機,已成功實現60000r/min的運行。 再次,進行了高速永磁電機的定子設計,提出了一種新型環形繞組結構。環型繞組線圈的下層邊放在定子鐵心的6個槽中,而上層邊分布在定子鐵心軛部外緣的24個槽中,不但增加了定子表面的通風散熱面積,使冷卻氣流直接冷卻定子繞組,更為重要的是,解決了傳統2極電機繞組端部軸向過長的難題,使轉子軸向長度大為縮短,從而增加了高速永磁電機轉子系統的剛度。 然后,采用場路耦合以及解析與實驗相結合的方法,分析計算了高速永磁電機的損耗和溫升,并對高速永磁發電機的電磁特性進行了仿真。高速電機的優點是體積小和功率密度大,然而隨之而來的缺點是單位體積的損耗大,以及因散熱面積小造成的散熱困難。損耗和溫升的準確計算對高速電機的安全運行至關重要。為了準確計算高速電機的高頻鐵耗,對定子鐵心所采用的各向異性冷軋電工鋼片制作的試件,進行了不同頻率和不同軋制方向的導磁性能和損耗系數測定。然后采用場路耦合的方法,分析計算了高速電機的定子鐵耗和銅耗、轉子護套和永磁體內的高頻附加損耗以及轉子表面的風磨損耗。在損耗分析的基礎上,計算了高速電機的溫升。最后,設計制造了一臺額定轉速為60000r/min的高速永磁電機試驗樣機,并進行了初步的試驗研究。測量了電機在不同轉速下空載運行時的定、轉子溫升及定子繞組的反電動勢波形。通過與仿真結果的對比,部分驗證了高速永磁電機理論分析和設計方法的正確性。在此基礎上,提出一種高速永磁電機的改進設計方案,為進一步的研究工作打下了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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本文論述了基于ST7FMC的電動摩托車控制系統的研究。 近年來,由于燃油交通工具尾氣排放對城市空氣造成的嚴重污染,以及人們生活水平、環保意識的逐漸提高,綠色交通工具己成為時代發展的重要課題。考慮到我國目前的國情,發展電動車具有重要的環保意義。 隨著電機技術及功率器件性能的不斷提高,電動車的控制器發展迅速。但是目前市場上大多數的電動車產品均采用低集成度元件控制裝置,功能過于簡單,不能充分發揮系統潛力及處理一些特殊的控制問題。 提出了基于意法半導體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動機的控制系統設計方案,進行了低成本、高智能的無刷直流電機控制系統設計,能滿足更多應用場合的需要。主要從以下幾個方面進行了分析與研究: 首先,建立無刷直流電機的數學模型,并分析其電機運行特性。 其次,根據ST專用單片機的特點詳細設計了系統的控制策略:將調速系統設計為電流、速度雙閉環的PI算法控制,以保證調速性能和電流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器進行速度的檢測,比較精確;將相電流檢測設計成母線電流PWM On中點檢測;采用了高性能的驅動集成電路IR2136來驅動MOSFET組成的全橋逆變電路;驅動方式采用新型的凸形波驅動控制方法。 最后,組裝了試驗樣車,通過實驗室觀測及實地運行,驗證了系統運行的可靠性。 由此得出結論:本課題設計的基于ST7FMC的電動摩托車控制系統具有運行性能良好、可靠性高的特點,為后續的研究工作提供了一定的基礎。
上傳時間: 2013-05-17
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論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(SM),分別進行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調速控制方法及其性能特點的基礎上,分別對36VDC電動自行車和96VDC電動摩托車用稀土永磁無刷同步電動機進行了正弦波、方波驅動系統的構建和控制電路設計。 論文采用高集成度智能專用芯片與廉價的EEPROM配合作為核心控制單元,生成穩定的SPWM脈沖信號,構成36VDC正弦波驅動系統,其外圍電路簡單緊湊,克服了傳統SPWM信號產生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統復雜的缺陷。同時,采用專用PWM調制芯片和硬件邏輯器件構成96VDC方波驅動系統,采用寬范圍輸入電壓的開關電源實現系統的控制供電,將直流電機系統常用的電流截止負反饋電路引入無刷電機驅動系統中,提高了大功率方波驅動系統的可靠性,其原理樣機性能穩定,負載電流可達30A。 兩種系統測試結果分析對比表明:相同結構的稀土永磁無刷同步電動機,采用正弦波或方波驅動控制各有利弊。正弦波驅動采用變頻調速,電機運行平穩,利用弱磁調速,還可實現超高速恒功率運行,但易于失步;而方波驅動采用PWM調壓調速,電機則具有良好的控制特性,機械特性較硬,起動轉矩大,車輛提速快,適于爬坡,但轉矩脈動較大。 綜上所述,采用方波驅動更適合于兩輪電動車輛的運行特點,論文介紹的方波驅動系統在電動車輛應用領域有著較好的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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基于TMS320F2812高精度跟蹤伺服控制系統設計
上傳時間: 2013-08-03
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MATLAB小波分析 是張德豐 編著的那本黃色書上的源代碼
上傳時間: 2013-06-01
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直流偏磁是變壓器的一種非正常工作狀態,是指在變壓器的勵磁電流中出現了直流分量。在直流輸電系統中,由于換流站的工作特性,有直流電流分量流過換流變壓器的繞組,產生直流偏磁現象,這一現象將對換流變壓器的正常運行產生不利的影響,如勵磁電流發生畸變、變壓器鐵心損耗增加及鐵心高度飽和引起的漏磁通增加。因此,從電磁場的角度分析這一現象是必要的。 由于鐵磁材料的非線性,不能應用疊加原理分析直流偏磁時的勵磁情況。為此,本文應用了二維瞬態場路直接耦合有限元法,借助大型有限元分析軟件Ansoft,定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器空載運行狀態下的勵磁電流波形情況,結果表明,直流偏磁使鐵心中的磁通密度發生偏移,對應的勵磁電流波形呈現正負半波極不對稱的形狀,并且直流偏磁量越大勵磁電流的畸變越嚴重。 在求出直流偏磁量與勵磁電流峰值關系的基礎上,應用一種基于鐵心空載損耗數據的方法,定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器鐵心損耗情況,結果表明,隨著直流偏磁電流的增加,鐵心損耗也會隨之增加,這會導致鐵心溫升上升,嚴重時會導致鐵心局部過熱,影響變壓器的正常運行。 在漏磁場分析中,討論了變壓器漏磁場的類型和作用,經過合理簡化,建立了換流變壓器二維漏磁場計算模型,應用二維瞬態場路直接耦合有限元法,分析了不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器漏磁場分布情況,結果表明,隨著直流偏磁量的增加,不同位置處漏磁場分量的變化規律基本不變,但漏磁在增加,且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上傳時間: 2013-06-25
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盤式永磁電機因其較高的轉矩密度和良好的動態響應特性,在各種驅動、伺服和控制領域得到了迅速的推廣和應用。本文針對盤式永磁同步電動機的設計展開研究,所做工作主要包括以下幾個部分: 首先,從電機的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機和徑向永磁電機的轉矩密度進行了比較,得到了兩種電機轉矩密度的變化關系。推導了六相盤式永磁同步電動機的電樞反應電抗、槽漏抗等的計算公式,同時也給出了這些參數相應的有限元計算方法,兩種計算結果基本一致。并且在對多極少齒結構電機的漏磁系數進行研究的基礎上,總結了該類電機的漏磁系數的計算方法。 其次,采用了針對六相電機的22極24槽結構,使得電機的主要尺寸減小,電機定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進行優化,可使得永磁電機氣隙磁密波形畸變率減小,進而降低的轉矩波動。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動勢波形和齒槽轉矩的影響規律。 通過對盤式永磁電機的磁場分布特點的研究,編寫了分環法盤式永磁電機電磁設計程序。通過對樣機設計值與實驗值比較,不斷對盤式永磁電動機的電磁程序進行完善和修正,目前已經形成了一個比較實用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機轉子盤體進行剛度計算,并且也對電機的定子進行了固有頻率的計算,保證了電機的可靠運行。 最后,在上述研究的基礎上,本文設計制造了一臺5kW的雙定子單轉子結構的盤式永磁同步電動機樣機并做了詳細的實驗,實驗結果與理論分析基本一致。
上傳時間: 2013-07-29
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